Bilgisayar ağı

Bilgisayar ağı, küçük bir alan içerisindeki veya uzak mesafelerdeki bilgisayarların ve/veya iletişim cihazını iletişim hatları aracılığıyla birbirine bağlandığı, dolayısıyla bilgi ve sistem kaynaklarının farklı kullanıcılar tarafından paylaşıldığı, bir yerden başka bir yere veri aktarımının mümkün olduğu iletişim sistemidir. En az iki bilgisayarı birbirine bağlayarak bir ağ oluşturulur. 1980'li yıllarla birlikte, Ethernet ve LAN teknolojisinin gelişmesiyle, kişisel bilgisayarlar ve ofisler bilgisayar ağlarına kavuşmuştur. En bilinen ve en büyük bilgisayar ağı, İnternettir.

İlk bilgisayar ağı, İleri Araştırma Projeleri Ajansı'nın Amerikan Savunma Bakanlığı için geliştirdiği İleri Araştırma Projeleri Ajansı Bilgisayar Ağı yani ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network)'tir.

Tarihçe
1960'lı yılların sonla. Çoklu erişim, aynı kabloya birden fazla bilgisayarın bağlanabileceğini belirtir. Çarpışmanın tespiti ise hattaki verilerin çarpışmasını engellemek için alınmış bir güvenlik önlemidir. Bu eski ağ tasarımı bugünkü ethernetin temelidir.
1972 yılında XEROX firması deneysel amaçlı ilk ethernet kartını üretti ve 1975 yılında ilk ethernet ürününü piyasaya sürdü. Bu ürünün orijinal versiyonu 2.95 Mbps hızında 1 km kablo ile 100'den fazla bilgisayarı birbirine bağlamak üzere tasarlanmıştı. XEROX ethernet kartı çok başarılı oldu. Intel, Xerox ve Digital 10 Mbps ethernet konusunda yeni bir standart getirdiler. Oluşturulan bu standart bugün kabul gören IEEE 802.3 standardı ile büyük benzerlikler göstermektedir.

Ethernet yerel iletişim ağı altında sistemleri birbirine bağlayan bir tür kablolama ve sinyalleşme biçimidir. Bilgisayar haberleşmesinin temelinde OSI modeli geçerlidir.

OSI modellemesinde ilk iki katmanda (1. katman -fiziksel- ve 2.inci katman -data link-) belirlenen Ethernet, ilk kez 1980'lerde Xerox firmasının DEC ve Intel firmalarıyla ortaklaşa yaptığı çalışmalar sonucunda, Ethernet Versiyon I. için 'Blue Book Standard' (Standart Mavi Kitap) adı altında, bu versiyonun kullandığı standartları açıklayan bir kitap ortaya çıkarılmıştır.

Burada açıklanan standartlar arasında, 'baseband' tekniği, CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) network standardı ve ethernetin ilk dönemlerinde kullanılan ve uzun yıllar yaygın bir şekilde uygulanan koaksiyel kablo kullanım standartları anlatılmaktadır. Bu standart daha sonra 1985 yılında çıkan Ethernet II adlı yeni standartla revize edilmiştir.

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer) 802 numaralı projesinde ve 802.3 CSMA/CD network standardının oluşumunda, Ethernet II Versiyonu baz alınmıştır. Genelde de ethernet paketinin başında yer alan bilgi (header) dışında bir farkları olmadığı için, ikisi birbirlerinin yerine anılırlar.

Kablosuz Teknoloji
Karasal mikrodalgalar dünya tabanlı alıcı ve vericiler kullanır. Bu ekipmanlar çanak antenlere benzerler.

Karasal mikrodalga hattı düşük gigahertz aralığı kullanır. Mikrodalga antenler genellikle binalar, kuleler, tepeler ve dağ zirveleri üstüne yerleştirilir.

Amaçları
Bilgisayar ağları çeşitli amaçlar için kullanılır:
İletişim kolaylığı. Ağ kullanan insanlar mail, chat odaları, videolarla vb. daha kolay ve etkili iletişim kurabilirler.
Donanım paylaşımı. Ağ dünyasında, ağ üzerindeki herhangi bir bilgisayar ağda paylaşılan donanım kaynaklarına ulaşabilir ve bunları kullanabilir. Örneğin ağdaki bir bilgisayar ağın paylaşıma açık yazıcısından kendi bilgisayarı üzerinden çıktı alabilir.
Dosya, veri veya bilgi paylaşımı. Ağdaki yetkili kullanıcı ağ üzerindeki diğer bilgisayarlardaki veri ve bilgilere ulaşabilir. Ağdaki bu bilgi ve verilere kolayca ulaşabilme seçeneği birçok ağın önemli bir özelliğidir.
Yazılım paylaşımı. Ağa bağlı kullanıcı ağdaki uygulama programlarını uzaktaki bilgisayarlara kurabilir.

Ağ Paketi
Modern çoğu internet ağı, paket iletişimine dayalı protokoller kullanır. Bir ağ paketi, paket anahtarlamalı ağ tarafından taşınan verinin, biçimlendirilmiş birimidir.

Paketler iki tip veriden meydana gelir:

Bilgi kontrolü
Kullanıcı verisi(payload).

Bilgi kontrolü, kullanıcı bilgisini ulaştırmak için ağın ihtiyaç duyduğu veriyi sağlar.

Örnek olarak:

Kaynak ve hedef ağ adresleri
Hata algılama kodları
Sıralama bilgisi

Genellikle bilgi kontrolü, arasında yararlı yük verisi olmakla beraber, paket başlıkları ve alt bilgilerde bulunur.

Ağın devre anahtarlamalı olması yerine, paketlerle beraber kullanıcılar arasındaki iletim ortamının bant genişliği daha iyi paylaşımlı olabilir. Eğer bir kullanıcı paket göndermiyorsa, ağdaki bağlantı diğer kullanıcılar tarafından paketlerle doldurulabilir. Böylece maliyet, kısmen küçük aksaklıklarla, paylaştırılır ve sunulan bağlantı aşırı kullanılmaz. Sık sık, bir paketin internet üzerinden gitmesi gereken rotası çabucak müsait olmaz. Bunun gibi durumlarda, paket sıraya alınır ve bağlantı boşalana kadar bekler.

Paket ağlarının fiziksel katman teknolojileri, genellikle paketlerin boyutunu belirli bir en yuksek iletim birimine (MTU) sınırlar. Uzun bir mesaj, iletilmeden önce parçalanmış olabilir ve paketler ulaştıklarında ise, tekrar asıl mesaj hali için bir araya getirilir.

Ağ Topolojileri
Ağ düğümleri ve bağlantılarının fiziksel ve coğrafik konumlarının bir ağ zerinde genellikle nispeten ufak etkisi olur ama bir ağın ara bağlantılarının topolojisi, veri hacmini ve güvenilirliği önemli ölçüde etkiler.

Yol ve yıldız ağları gibi birçok teknolojiyle, sadece bir hata tüm ağın hata almasına neden olabilir.

Genel olarak, bir ağın daha çok bağlantıya sahip olması, onun daha hatasız ve sağlam olmasını sağlar. Fakat aynı zamanda, yüklemek ve kurmak daha pahalı olabilir. Bu sebeple çoğu ağ diyagramı, ağdaki ana bilgisayarların mantıksal ara bağlantılarının haritası olan topolojisine göre yerleştirilir.

Bilgisayar Ağı Türleri
Bilgisayar ağları büyüklüklerine, topolojilerine ve kullanılan protokollere göre çeşitli türlere ayrılırlar. .

Büyüklüklerine Göre
BAN - Vücut alan ağı (Body Area Network)
PAN - Kişisel alan ağı (Personal Area Network)
CAN - Kampüs alan ağı (Campus Area Network)
LAN - Yerel alan ağı (Local Area Network)
MAN - Metropol alan ağı (Metropolitan Area Network)
SAN - Depolama alan ağı (Storage Area Network)
VPN - Sanal özel ağ (Virtual Private Network)
WAN - Geniş alan ağı (Wide Area Network)

Ortamlarına Göre
ATM
Ethernet
FDDI
Token Ring

Topolojilerine Göre
Ağaç (Hiyerarşik) Topolojisi
Gelişmiş Yıldız Topolojisi
Halka (Ring) Topolojisi
Örgü (Mesh) Topolojisi
Ortak Yol (BUS) Topolojisi
Yıldız (Star) Topolojisi

Ağ katmanı (OSI Modeli'nde katman 3)
Ağ katmanının ana görevi yönlendirmedir (routing). İletilen veri blokları ağ katmanına geldiğinde paket olarak adlandırılır. Yönlendirme işlemi paketlerin yerel network dışında diğer bilgisayar ağlarına gönderilmesini sağlar.

Ağ katmanında iki istasyon arasında verinin iletimi kontrol edilir. Bu veri iletilmesi sırasında bunun en ekonomik yoldan gerçekleşmesine dikkat edilir. Bu katman sayesinde verinin routerlar aracılığıyla yönlendirilmesi sağlanır. Yönlendirme işleminde verinin ağ adreslerine bakılır.

Bilgisayar ağı aşamasında mesajlar adreslenmesi ve mantıksal adreslerin fiziksel adreslere çevrilmesi gerçekleştirilir. Bu aşamada ağ (network) trafiği ve yönlendirme (routing) gibi işlemler de yapılır.

Kaynakça